多材料3D打印技术代表着增材制造的发展前沿,功能梯度材料（Functionally Graded Materials,FGMs）的打印制备是多材料3D打印技术的发展热点,由于功能梯度材料在某些极限工况下仍然能够保持正常工作性能,因此在生物医学工程、核工业、航空航天等领域都有着广泛应用。传统方法制备功能梯度材料难度大,成本高。而微流挤出成形工艺制备功能梯度材料能够控制多材料坯体内部结构以及材料组分组成,具有成形工艺过程简单、成本低、材料适用范围广以及包容性高等优势,因此研究微流挤出成形工艺制备功能梯度材料具有重要的工程应用价值。现阶段3D打印功能梯度材料面临成形精度不高,内部材料组分分布难以精准控制等挑战。本文以微流挤出成形原理为基础,开发了三维打印机多材料控制系统,并对空间运动与材料进给控制系统进行了优化。论文主要研究内容如下:（1）基于微流挤出成形工艺制备功能梯度材料原理,提出三维打印机多材料控制系统的总体框架。为实现制备功能梯度材料坯体的目标,提出以进给控制系统为核心的三维打印机控制系统软件与硬件模块的构建原则,对机械进给结构进行校核,并对控制系统数据处理流程进行分析。（2）优化S形曲线加减速算法,设计材料转变过渡控制策略以及路径信息自适应优化算法,实现成形平台运动与多种浆料精准进给控制。对打印机的空间运动与浆料进给进行规划,制备坯体过程中依据不同的转变规律匹配不同加减速参数对过渡距离进行合理控制。相比于单材料打印,多材料打印的空间运动复杂,进给控制系统能够实现对路径的自适应规划。通过成形质量实验、过渡距离实验与路径信息自适应实验,验证打印机优化后精准进给控制策略的有效性与可靠性,提高了坯体打印质量。（3）构建适用于多材料打印机挤、混料一体的优化控制策略,提高坯体打印质量。针对气泡等常见问题导致的挤压力不稳定现象,设计变论域模糊PID压力稳定控制器,实现挤压力的快速稳定。研究螺杆转速与打印质量的影响关系,确定当前参数下螺杆的合适转速。通过以上优化,实现坯体形貌与组分精度的提升。